建筑幕墙结构设计及优化措施探讨 钟晓晖

http://www.chinaqking.com 期刊门户-中国期刊网2020/3/3来源:《基层建设》2019年第29期文/钟晓晖
[导读]摘要:随着社会进步与经济发展,我国建筑行业得以快速发展,导致此行业所面临的挑战增多,幕墙在建筑物整体当中占据着十分重要的位置,其对建筑整体设计产生着至关重要的作用,一方面可以装饰建筑物,另一方面加强建筑物的防雷抗震性。

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        摘要:随着社会进步与经济发展,我国建筑行业得以快速发展,导致此行业所面临的挑战增多,幕墙在建筑物整体当中占据着十分重要的位置,其对建筑整体设计产生着至关重要的作用,一方面可以装饰建筑物,另一方面加强建筑物的防雷抗震性。因此,在设计建筑幕墙的时候要严格遵循其原则,重视设计过程中的重点,与此同时,建筑幕墙的设计要与时俱进,只有这样,才能够推动我国建筑幕墙领域的健康可持续发展。基于此,本文对建筑幕墙结构设计及优化措施进行研究,以供参考。
        关键词:建筑幕墙;结构设计;优化
        引言
        在进行建筑幕墙设计时,要根据当前的节能型幕墙设计原则以及方法完成设计过程。我国建筑幕墙技术的起步比较晚,虽然其发展速度比较快,但是在发展过程中的各项制度并不够完善以及合理。因此,在进行建筑幕墙施工设计时,必须对节能型幕墙的设计质量以及施工质量进行严格控制,防止出现施工质量问题,才能够确保建筑节能型幕墙的应用效果。
        1建筑幕墙设计的基本原则
        1.1造型美观原则
        在建筑幕墙设计过程当中要重视造型美观原则,幕墙是建筑物的装饰围护结构,其属于建筑物外表,对建筑物整体产生着至关重要的影响,并且其能凸显出建筑物的整体设计风格,因此,在建筑幕墙实际设计过程中,应全面掌握其设计理念,重视和建筑整体风格维持统一性,展现出建筑物的艺术性特点,与此同时,在保证建筑物整体外观的基础桑,做好建筑幕墙的细节设计,加强建筑幕墙结构的整体搭配,保证其色彩的整体性以及和谐性。
        1.2受力设计
        作为建筑物外围结构的幕墙,没有承受整个建筑物的负载,所以设计幕墙时需要考虑幕墙自身的重量和风的负载。同时也要考虑到幕墙的热胀冷缩、整体建筑的变形和移位、地质变化及地震对幕墙产生的影响。幕墙所在的柱子、梁和用到的连接件,也要有足够的强度,幕墙与主体结构的结合要有位移能力,这些条件都满足的情况下,才能保证幕墙不变形、不破裂。安全是幕墙设计的前提。
        1.3绿色,环保节能原则
        在建筑幕墙设计过程当中要重视绿色,环保节能原则,绿色建筑物是我国建筑行业得以发展的必然趋势,幕墙在建筑物当中占据着十分重要的位置,其属于建筑物的外围系统,要想保证建筑物的节能性,要做好建筑幕墙的节能性,所以在实际设计建筑幕墙的时候,要严格遵守有关规定,与此同时,也应将绿色设计当作重要理论,保证建筑物绿色目标的实现。
        2建筑幕墙设计中存在的问题
        2.1设计理念陈旧
        多年来,幕墙的设计理念没有得到发展,很多企业都是用到的时候才开始选购和设计,因为不够重视,所以影响了工程的工期。
        2.2建筑幕墙构件复杂问题
        建筑幕墙的构造及功能形式日趋复杂多样化,复杂构件的加工一直是困扰幕墙加工制造商的难题,长久以来,幕墙行业一直是制造业内加工较弱的一个行业。由于幕墙材料种类繁多,各种材料加工特性各异,很难将整个链条上的整体加工水平共同提升。随着个性化、异形、复杂体态建筑的不断出现,复杂幕墙构件已经是幕墙加工厂家不得不经常面对的难题。
        2.3设计人员专业能力不足
        幕墙设计人员的专业水平太差,不能根据工程的整体结构选择最合适的幕墙设计方案,影响了施工的质量和整体的美观。
        3完善建筑幕墙设计的策略
        3.1明框玻璃幕墙系统结构设计应用
        采用构件式玻璃幕墙对明框玻璃幕墙进行处理。通常而言,幕墙铝合金立柱型材的闭口厚度要大于或等于2.5mm。从结构梁的特性出发,按照双跨梁结构设计的标准,对玻璃幕墙进行踩点,之后在每层结构梁上安放支承点两个。预埋件与铝合金立柱两者之间一般借助连接件实现螺接固定,某种程度上,连接件和铝合金立柱两者之间的螺栓需要采用两个以上的内容。这些采用的螺栓,其直径尺寸不得小于10mm。两根铝合金立柱在明框玻璃幕墙上,其距离一般控制在15mm的缝隙最为合适,采用300mm芯柱将上下两根铝合金立柱固定连接。通过角码、螺钉与立柱实现铝合金横梁的连接,一般采用可伸缩的方式实现铝合金立柱和铝合金横梁连接。
        3.2建筑幕墙结构细节的设计要点
        在设计建筑幕墙的时候,要重视结构细节方面的要求,首先,做好立柱的受力方式,把立柱设计为偏心受拉的构件,选择铰接节点设置在上端位置,在其下端选择上下伸缩的节点方式,这样可以防止立柱设计出现不稳定现象。其次,重视电化学腐蚀,对于不一样的金属构件,要在其中放置相应的绝缘垫片,不然会造成电化学腐蚀现象的出现,进而对建筑物结构的安全性与可靠性产生严重的影响。再次,重视防噪音的设计,在设计建筑幕墙的时候,要在横梁和立柱的链接位置留出相应的空间,防止由于刚性链接导致噪音出现。
        3.3荷载设计
        幕墙设计时,要根据结构的设计模式和选材来计算幕墙的负载极限,如封闭结构的幕墙,要按照风压的正负条件取-0.2/0.2,部分体型系数是指保护件的从属范围A≤1m2;如果范围超过10m2,局域风压的系数就能减到0.8;当1m2≤A≤10m2,体型系数能根据A的对数线性差值判断风的负载高低。选取新的幕墙材料,在保证轻的前提下,还要保持与周围环境、当地风俗和传统建筑的统一性。
        3.4提高幕墙表面的气密性
        为了满足高层钢结构建筑节能项目的节能要求,在选择幕墙材料的过程中,必须选择性能比较好的材料。在加工密度上要保证其加工的精度符合标准要求。而在幕墙安装施工的过程中,必须严格控制窗框以及墙体之间的间隙,可以采用环保材料进行密封,确保幕墙表面的气密性。
        3.5石材幕墙的设计重点
        石材幕墙一般采用横向分格形式的形式进行连接。其中,石材设计尺寸主要控制在600mm×900mm之内最为合适。此外,石材幕墙的立面分格要有一定的设计合理性,确保四个立面阳角部位能够在同一水平面对齐。石材檐口的造型装饰条和石材大面的分格线要时刻存在对齐的状态。此外,石材檐口造型设计尺寸要真实有效,只有这样才可以完成相关方面的施工操作,对施工现场来说具有很大的作用。一些较为高级的石材,其造型要从建筑整体的色调出发,按照分格设计的要求对相关的部位进行衔接。
        3.6建筑幕墙其它方面的设计要点
        首先,在设计建筑幕墙的时候,要严格根据建筑物结构的稳定性展开,对于容易取代的构件,其使用时间在25年,幕墙是建筑物的外围护结构,因此,其设计使用时间在25年左右。其次,在设计建筑幕墙的时候,应全面掌握有关规范与标准,对于成熟的建筑幕墙产品而言,要严格根据要求进行设计,然而,由于社会进步与经济发展,越来越多的新型工艺被运用在建筑幕墙设计当中,进而造成原来的规范并不科学,所以在建筑幕墙设计过程当中要保证其与时俱进性,掌握整体市场的具体发展,利用先进科学技术。
        结束语
        伴随着我国在建筑领域的发展壮大,很多建筑幕墙的装饰也越发精致,在装饰方面,我国的建筑行业也逐渐形成了系统的理论知识,完成设计理念上的创新和发展,应结合施工的经验,把设计理念和设计目标完美结合,完成施工方面的最大效益,为我国建筑行业的发展提供更多的发展空间。
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